Системи і способи виявлення наявності передавального сигналу у каналі безпровідного зв’язку

1. Спосіб виявлення наявності передавального сигналу у каналі діапазону безпровідного зв'язку, що містить: перетворення частоти сигналу з першої частоти у другу частоту; фільтрацію сигналу другої частоти для видалення сигналів, що не попадають у смугу пропускання другої частоти; перетворення сигналу другої частоти у комплексний модулюючий сигнал; обчислення усередненої періодограми комплексного модулюючого сигналу; порівняння величини усередненої періодограми з порогом; і прийняття рішення про те, чи присутній передавальний сигнал, на основі того, чи перевищує величина усередненої періодограми поріг. 2. Спосіб за п. 1, в якому обчислення усередненої періодограми включає обчислення множини періодограм, по одній періодограмі для кожного з множини переривчастих інтервалів сприйняття. 2 (19) 1 3 93115 4 фільтрації сигналу другої частоти для видалення 19. Пристрій, виконаний з можливістю виявлення сигналів, що не попадають у смугу пропускання наявності передавального сигналу у каналі діападругої частоти; зону безпровідного зв'язку, що містить: перетворення сигналу другої частоти у комплексзасіб для перетворення частоти сигналу з першої ний модулюючий сигнал; частоти у другу частоту; обчислення усередненої періодограми комплексзасіб для фільтрації сигналу другої частоти для ного модулюючого сигналу; видалення сигналів, які не попадають у смугу пропорівняння величини усередненої періодограми з пускання другої частоти; порогом; і засіб для перетворення сигналу другої частоти у прийняття рішення про те, чи присутній передавакомплексний модулюючий сигнал; льний сигнал, на основі того, чи перевищує велизасіб для обчислення усередненої періодограми чина усередненої періодограми поріг. комплексного модулюючого сигналу; 12. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому беззасіб для порівняння величини усередненої періопровідний пристрій є телефонною трубкою. дограми з порогом; і 13. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому беззасіб для прийняття рішення про те, чи присутній провідний пристрій є базовою станцією. передавальний сигнал, на основі того, чи переви14. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому команщує величина усередненої періодограми поріг. ди додатково виконуються для визначення найбі20. Машиночитаний носій для виявлення наявності льшої величини усередненої періодограми. передавального сигналу у каналі діапазону без15. Безпровідний пристрій за п. 14, в якому команпровідного зв'язку, що містить: ди додатково виконуються для порівняння найбікод для перетворення частоти сигналу з першої льшої величини усередненої періодограми з порочастоти у другу частоту; гом. код для фільтрації сигналу другої частоти для ви16. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому частодалення сигналів, які не попадають у смугу пропута сигналу є радіочастотою. скання другої частоти; 17. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому команкод для перетворення сигналу другої частоти у ди додатково виконуються для оцінки спектра покомплексний модулюючий сигнал; тужності комплексного модулюючого сигналу, викод для обчислення усередненої періодограми користовуючи усереднену періодограму. комплексного модулюючого сигналу; 18. Безпровідний пристрій за п. 11, в якому перекод для порівняння величини усередненої періододавальний сигнал є сигналом телебачення комітеграми з порогом; і ту з передових телевізійних систем (ATSC). код для прийняття рішення про те, чи присутній передавальний сигнал, на основі того, чи перевищує величина усередненої періодограми поріг. Дана заявка має пріоритет і пов'язана з попередньою заявкою США серійний номер 60/865,348, поданою 10 Листопада 2006 року, озаглавленою "METHOD AND APPARATUS FOR SPECTRUM SENSING FOR WIRELESS COMMUNICATION", автором якої є Stephen J. Shellhammer, і включеною у даниіі документ шляхом посилання. Дане розкриття в основному стосується зв'язку і технологій, що стосуються безпровідного зв'язку. Більш конкретно, дане розкриття стосується систем і способів виявлення наявності передавального сигналу у безпровідному каналі зв'язку. Безпровідні мережі передачі даних широко використовуються для надання різних видів послуг, таких як голосовий зв'язок, пакетна передача даних, трансляції, і так далі. Наприклад, дані безпровідні мережі включають в себе мережі стандарту множинного доступу з кодовим розділенням 2000 (CDMA2000), мережі Глобальної Системи Мобільного зв'язку (GSM), мережі стандарту широкосмугового множинного доступу з кодовим розділенням (W-CDMA), і мережі стандарту глобальної сумісності для надвисокочастотного доступу (WiMAX). Кожна безпровідна мережа використовує визначений радіоінтерфейс для підтримки безпровідного зв'язку і, як правило, додатково реалізовує визначений мережний протокол мобільного зв'язку, що підтримує роумінг і поліпшені послуги. Наприклад, мережі W-CDMA використовують радіоін терфейс множинного доступу з кодовим розділенням (CDMA) і мережний протокол мережі радіозв'язку GSM EDGE (GERAN). Наведені вище стандарти дистанційної передачі даних є прикладами деяких з різних систем передачі даних, які можна реалізувати для передачі голосу і/або даних. У даних системах, для використання різноманітних видів передач, можуть бути доступні різноманітні канали. Пристрої у даних системах можуть сканувати діапазон частот даних каналів зв'язку з метою ідентифікації невикористовуваного діапазону, однак, деякі види передачі даних з використанням діапазону частот можуть не виявлятися. З цієї причини, можна одержати користь від вдосконалених систем і способів для виявлення наявності передавального сигналу у безпровідному каналі зв'язку. На Фіг. 1 показана конфігурація мережі за деяким прикладом даних систем і способів; на Фіг. 2 показана структурна схема, що ілюструє додатковий приклад користувацького пристрою; на Фіг. 3 показана блок-схема, що ілюструє один приклад способу для визначення того, чи зайнятий канал зв'язку ліцензованою передачею; на Фіг. 3А показано блоки "засіб плюс дія", що стосуються способу, показаного на Фіг. 3; на Фіг. 4 показаний один приклад процесу, що ілюструє перетворення сигналу першої частоти у 5 93115 6 сигнал другої частоти; якщо величина усередненої періодограми перена Фіг. 5 показаний один приклад процесу, що вищує поріг. ілюструє перетворення сигналу другої частоти у Когнітивне радіо сканує радіочастотний (RF) комплексний модулюючий сигнал; діапазон з метою ідентифікації невикористовувана Фіг. 6 показаний інший приклад процесу, що них діапазонів частот у радіочастотному діапазоні. ілюструє перетворення сигналу другої частотиу Невикористовувані діапазони частот можна викокомплексний модулюючий сигнал; ристовувати для неліцензованої безпровідної опена Фіг. 7 показаний процес, що ілюструє один рації. Даний процес сканування RE діапазону для приклад обчислення усередненої періодограми; і ідентифікації невикористовуваних діапазонів часна Фіг. 8 показані різні компоненти, застосовні тот може називатися нижче як "відчування діапау безпровідному пристрої. зону". У деяких прикладах, невикористовувані теОписаний спосіб виявлення наявності передалевізійні (ТЕ) канали у деяких географічних вального сигналу у каналі діапазону безпровідного областях використовуються для неліцензованих зв'язку. Дану частоту сигналу перетворюють з операцій когнітивного радіо. Ці невикористовувані першої частоти у другу частоту. Даний сигнал з ТВ канали часто згадуються нижче як "пробіли". другою частотою відфільтровують для видалення Інститут інженерів з електротехніки і електросигналів, що не попадають у діапазон другої часніки (IEEE) сформував робочу групу (а саме IEEE тоти. Обчислюють усереднену періодограму дано802.22) для розробки стандарту безпровідних регіго сигналу. Порівнюють величину усередненої пеональних мереж (WRAN), що працюють у цих георіодограми з порогом. Виявляють наявність графічно невикористовуваних ТВ каналах. Станпередавального сигналу, якщо величина усереддарт IEEE включає в себе технології когнітивного неної періодограми перевищує поріг. радіо для ідентифікації даних невикористовуваних Також описаний безпровідний пристрій для ТВ каналів. Існує декілька можливих ліцензованих виявлення наявності передавального сигналу у передач, що можуть займати ТВ канал. Деякі приканалі діапазону безпровідного зв'язку. Даний безклади даних передач включають в себе аналогове провідний пристрій включає в себе процесор і зателебачення, цифрове телебачення комітету з пам'ятовуючий пристрій, зв'язаний з процесором передових телевізійних систем (ATSC), професійні радіоелектронними засобами. Команди зберігають безпровідні мікрофони, і так далі. У деякому прику запам'ятовуючому пристрої. Частоту сигналу ладі, ТВ канал вважається зайнятим, якщо ліценперетворюють з першої частоти у другу частоту. зована передача вища деякого порогу потужносСигнал з другою частотою відфільтровують для ті,в іншому випадку, даний ТВ канал вважається видалення сигналів, що не попадають у діапазон незайнятим і, отже, доступним для неліцензованодругої частоти. Обчислюють усереднену періодогго безпровідного використання. Дані системи і раму сигналу. Порівнюють величину усередненої способи описують спосіб для ідентифікації ТВ каперіодограми з порогом. Виявляють наявність пеналів, які не зайняті передачами телебачення редавального сигналу, якщо величина усереднеATSC. ної періодограми перевищує поріг. Когнітивне радіо має здатність сканувати діаТакож описаний пристрій, виконаний з можлипазон і відчувати наявність сигналу ліцензованої вістю виявляти наявність передавального сигналу передачі. Когнітивне радіо відчуває наявність дау каналі діапазону безпровідного зв'язку. Цей приного сигналу на низькому співвідношенні сигналстрій включає в себе засіб для перетворення часшум (SNR). Причиною для цього є те, що когнітивтоти сигналу з першої частоти у другу частоту і не радіо може знаходитися у позиції, де сигнал засіб для фільтрації сигналу з другою частотою затухає, але все ще повинно мати можливість видля видалення сигналів, що не попадають у діапаявляти ліцензовану передачу. Стандарт IEEE зон другої частоти. Цей пристрій також включає в 802.22 WRAN включає в себе умови розпізнавансебе засіб для обчислення усередненої періодогня, які примушують сигнал передачі ATSC (що далі рами сигналу. Цей пристрій додатково включає в іменується як "сигнал ATSC") виявлятися на -116 себе засіб для порівняння усередненої періодогdBm, що відповідає SNR приблизно в -21 децибел рами з порогом і засіб для виявлення наявності (дБ). Таким чином, сигнал ATSC на 21 дБ слабпередавального сигналу, якщо величина усередший, ніж рівень шуму. неної періодограми перевищує поріг. Сигнал ATSC включає в себе декілька ознак, Також описаний комп'ютерний програмний які когнітивне радіо може використовувати для продукт для виявлення наявності передавального виявлення слабких сигналів ATSC. Одна з даних сигналу у каналі діапазону безпровідного зв'язку. ознак включає в себе синусоїдальний керуючий Цей комп'ютерний програмний продукт включає в сигнал. Цей керуючий сигнал на 11,3 дБ слабший, себе машинозчитуваний носій, що містить у собі ніж частина сигналу ATSC, що містить дані. Попекоманди. Ці команди включають в себе код для редні системи і способи рекомендували фільтруперетворення частоти сигналу з першої частоти у вати частоту керуючого сигналу 10 кілогерцовим другу частоту і код для фільтрації сигналу з друфільтром і потім використовувати потужність регою частотою для видалення сигналів, що не позультуючого сигналу для виявлення наявності сигпадають у діапазон другої частоти. Ці команди налу ATSC, однак, подібний підхід не відповідає також включають в себе код для обчислення усенаведеним вище умовам розпізнавання стандарту редненої періодограми сигналу. Ці команди додатIEEE 802.22. Дані системи і способи описують споково включають в себе код для порівняння велисіб для визначення того, які ТВ канали зайняті лічини усередненої періодограми з порогом, і код цензованою передачею, такою як передача ATSC, для виявлення наявності передавального сигналу, де дане SNR навіть нижче ніж SNR -21 дБ, як обу 7 93115 8 мовлено робочою групою ІЕЕ 802.22. Керуючі частоти ATSC На Фіг. 1 показана мережна конфігурація 100 309440,559 Гц за деяким прикладом даних систем і способів. Да328843,6 Гц на конфігурація 100 включає в себе множину базових станцій 100, 112, 114, 116, 118 і множину На Фіг. 2 показана структурна схема, що ілюскористувацьких пристроїв 108А - 108К. Ці користутрує додатковий приклад користувацького привацькі пристрої 108А - 108К можуть бути пристрострою 208. Користувацький пристрій 208 може ями когнітивного радіо, безпровідними пристроябути когнітивним радіо, безпровідною станцією, ми, мобільними станціями, і так далі. Конфігурація абонентським обладнанням (UE), і так далі. Часто100 також включає в себе множину областей 150, тний перетворювач 202 може перетворювати при152, 154, 156, 158 обслуговування. Перша область йнятий RF сигнал у сигнал проміжної частоти (IF) 150 обслуговування включає в себе першу базову шляхом мікшування прийнятого RF сигналу синустанцію 110 і множину користувацьких пристроїв соїдальним гетеродином. Керуюча частота прийн108А - 108К. Перша область 150 обслуговування ятого сигналу після перетворення в IF, по відноможе перекриватися другою областю 152 обслугошенню до нижньої межі діапазону 6 МГц IF вування, третьою областю 154 обслуговування, діапазону співпадає з величиною, використаною у четвертою областю 156 обслуговування і п'ятою передачі, однак, будь-яка помилка у частоті гетеобластю 158 обслуговування. Як показано, деякі родина (LО) приймача може привести до невідокористувацькі пристрої можуть знаходитися в обмого зсуву у даній керуючій частоті. Якщо гетероласті обслуговування, перекритій різними обласдин є точним у межах частин на мільйон (ррm), тями обслуговування. а частота LO є f0, то помилку частоти LO можна Множина базових станцій 110, 112, 114, 116, задати наступним чином: 118 може надавати послуги користувацьким приLOerror=( )(f0)Гц Рівняння 1 строям, розташованим у своїй відповідній області Частота f0 LO може бути різницею між RF часобслуговування. Наприклад, перша базова станція тотою і IF частотою. Для сигналу ATSC, частота f0 110 може надавати послуги і виконувати обмін LO може бути меншою, ніж 700 МГц. Таким чином, даними з користувацькими пристроями, що знахоу найгіршому випадку помилка частоти LO може дяться у першій області 150 обслуговування. Кожбути наступною: ний з множини користувацьких пристроїв 108А LOerror=( 700 )Гц Рівняння 2 108К може сканувати діапазони частот, що викоВнаслідок помилки частоти гетеродина, керуристовуються однією або декількома базовими юча частота, fр, у діапазоні IF (і, згодом, в основстанціями 110, 112, 114, 116, 118, а також частоному діапазоні) варіюється між наведеними нижче тами, що використовуються іншими користувацьзначеннями: кими пристроями. Користувацький пристрій, що 309440,559-(700 +10)